Как изменяется мозг у людей с мутацией гена Альцгеймера
Области коры, участвующие в каждой из трех проанализированных распределенных сетей корковых ассоциаций, отображаются на раздутой поверхности мозга, если смотреть с латеральной стороны (верхний ряд) и медиальной стороны (нижний ряд) левого полушария; правое полушарие (не показано) является почти зеркальным отображением левого полушария. Области основаны на стандартном функциональном разрезе человеческого мозга по результатам функционального МРТ-исследования в состоянии покоя 1000 здоровых людей. Тремя конкретными представляющими интерес сетями являются вентральная сеть внимания (фиолетовый), сеть режима по умолчанию (красный) и лобно-теменная сеть контроля (оранжевый).
Согласно исследованию радиологии, структурная целостность белого вещества мозга, измеренная с помощью передовой техники МРТ, ниже у когнитивно нормальных людей, несущих генетическую мутацию, связанную с болезнью Альцгеймера, чем у людей, не являющихся носителями . Исследователи заявили, что результаты показывают многообещающие перспективы широко доступных методов визуализации, помогающих понять ранние структурные изменения в головном мозге до того, как проявятся симптомы деменции.
Обусловленность риска развития болезни Альцгеймера
Люди с мутацией аутосомно-доминантной болезни Альцгеймера (ADAD) имеют более высокий риск развития болезни Альцгеймера, типа слабоумия, которым страдает примерно каждый девятый человек в Соединенных Штатах. Мутация связана с накоплением в головном мозге аномального белка, называемого бета-амилоидом, который влияет как на серое вещество, так и на белое вещество, несущее сигнал.
«Считается, что отложение амилоида в сером веществе может нарушить его функцию, и в результате белое вещество не будет функционировать должным образом или даже может атрофироваться», — сказал ведущий автор исследования Джеффри У. Прескотт, доктор медицинских наук, нейрорадиолог в Медицинском центре MetroHealth в Кливленде.
Пример структурной связности трех проанализированных распределенных корковых сетей от одного участника в когорте DIAN, если смотреть сбоку слева (верхний ряд) и спереди (нижний ряд). Обтекаемые цвета указывают на направленность диффузии воды при визуализации тензора диффузии: зеленый = переднезадний, красный = лево-правый, синий = сверхнизкий. Предоставлено: Радиологическое общество Северной Америки.
Более раннее исследование, проведенное доктором Прескоттом и его коллегами на пациентах со спорадической болезнью Альцгеймера, которое составляет 99% случаев, показало, что структурная связность белого вещества, измеренная с помощью метода МРТ, называемого диффузионно-тензорной визуализацией (DTI), значительно ухудшается по мере того, как пациенты развивают больше амилоидная нагрузка.
«Текущая работа расширяет эти результаты, показывая, что аналогичные результаты можно обнаружить у бессимптомных пациентов из группы риска», — сказал Джеффри Р. Петрелла, доктор медицинских наук, профессор радиологии Университета Дьюка и старший автор обоих исследований.
- В новом исследовании доктор Прескотт и его коллеги использовали данные Сети доминантно наследуемой болезни Альцгеймера (DIAN) для сравнения носителей мутации ADAD с не носителями, чтобы увидеть, есть ли изменения в структурной связности, которые могут быть связаны с мутацией.
- В исследовании приняли участие 30 носителей мутации, средний возраст 34 года, и 38 не носителей, средний возраст 37 лет. У всех участников были нормальные когнитивные функции, когда они прошли структурную МРТ головного мозга и DTI.
- Анализ показал, что носители мутаций имеют более низкую структурную связанность в лобно-теменной контрольной сети, которая соединяет области в основном в теменной и лобной долях, двух областях, которые, как известно, связаны с болезнью Альцгеймера.
Среди носителей мутаций наблюдалась корреляция между ожидаемыми годами до появления симптомов и структурной связностью белого вещества в лобно-теменной контрольной сети, даже при контроле нагрузки на амилоидные бляшки.
«Это говорит о том, что показатели целостности сети с помощью DTI могут служить суррогатом устойчивости мозга к патологическим атакам», — сказал доктор Петрелла.
«Мы использовали сетевое измерение, называемое глобальной эффективностью, в котором снижение эффективности можно рассматривать как нарушение организации сети», — добавил доктор Прескотт. «Результаты показывают, что для носителей мутации глобальная эффективность значительно снизится по мере приближения к предполагаемому возрасту появления симптомов».
Результаты исследования подтверждают потенциальную роль визуализационной идентификации структурных изменений мозга у людей с генетическим риском болезни Альцгеймера с ранним началом в понимании того, как гены влияют на процесс болезни, ведущий к деменции.
«Это показывает потенциал МРТ в качестве инструмента оценки у пациентов, которые считаются подверженными риску болезни Альцгеймера до того, как у них появятся симптомы», — сказал доктор Прескотт. «Использование этих передовых методов МРТ может помочь в дальнейшем уточнении идентификации пациентов из группы риска и измерения риска».
Роль визуализации в изучении препаратов для лечения болезни Альцгеймера
Полученные данные также указывают на роль визуализации в изучении терапевтических препаратов для лечения болезни Альцгеймера. Хотя большинство исследований до сих пор проводилось с пациентами, у которых уже была болезнь Альцгеймера или когнитивные нарушения, более раннее выявление и лечение пациентов из группы риска представляет собой более многообещающий путь предотвращения или, по крайней мере, отсрочки начала деменции.
«Одним из возможных клинических применений этого инструмента исследования было бы добавление количественной информации к факторам риска, таким как семейный анамнез, и ее использование для помощи в раннем выявлении пациентов, когда им может помочь лечение», — сказал доктор Прескотт. «Но пока у нас не будет эффективного лечения, нам придется подождать, пока оно будет реализовано».
Исследователи надеются провести последующее наблюдение с использованием расширенных изображений и обновленных данных из сети DIAN, чтобы оценить прогрессирование болезни Альцгеймера у участников исследования.
Метки: Болезнь Альцгеймера
- Открыта загадочная болезнь, имитирующая психическое расстройство
- Ожирение у матерей удваивает риск аутизма у детей
- Критические белки рака и места их взаимодействия
- Причины алкоголизма и наркомании
- Почему следует есть больше скумбрии и меньше лосося?
- Преимущества для здоровья от употребления мелкой рыбы
- Молекулярные причины болезни Альцгеймера
- Масло из фритюра способствует нейродегенерации
- Клюква повышает спортивные результаты
- Скрытая опасность усталости после сна
